数字化变电站建设的可行性分析

郭　伟

（山西晋城煤业集团天煜公司，山西　晋城　048006）

数字化变电站建设的可行性分析

郭伟

（山西晋城煤业集团天煜公司，山西晋城048006）

摘要：在对数字化变电站概念特征及主要组成介绍的基础上，通过对数字化变电站与传统综合自动化变电站的比较，对数字化变电站建设的可行性进行探讨，推动集团公司电网向数字化发展提供重要参考依据。

关键词：数字化变电站；一体化通信平台；数字化设备

1　数字化变电站的基础设备设施

（1）一次设备：电子式互感器，智能开关。

（2）二次设备：通信网络、模拟信号、逻辑信号、光纤、网络。

2　数字化变电站的主要组成

2.1统一的信息平台

数字化变电站利用高速以太网构成变电站数据采集及传输系统，整个网络建立在IEC61850通信技术规范基础上，按分层分布式来实现变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作性。IEC61850依据功能分解、数据流和信息建模三方面完成监视、控制和继电保护三大功能。从逻辑上，将变电站的通信体系分为变电站层、间隔层、过程层。变电站层负责人机接口、报警和事件处理等功能，间隔层负责控制、自动保护、计量、记录等功能，过程层主要完成与一次设备相关的功能，如开关量、模拟量的采集以及控制命令的执行等。

2.2数字设备

2.2.1非常规互感器

国际上将有别于传统的电磁型电流、电压互感器的新型互感器统称为非常规互感器。其中，基于光电效应的互感器称为光电式电流、电压互感器；其余的泛称为电子式电流、电压互感器。前者又称为无源式互感器，后者又称为有源式互感器。

2.2.2分布式数字化的继电保护

分布式数字化继电保护装置是数字化变电站系统发展的趋势，当前随着国内外自动化技术的发展，用户要求站内空间分布的两个或多个装置共同协作实现复杂控制功能的场合越来越多，例如，间隔层设备之间的防误闭锁、智能顺序化控制等。在传统的变电站自动化系统中，这种功能的实现一般要求屏间错综复杂的硬连线，而且控制功能基本固定，现场状况的微小变化都可能使得相应程序与接线随之更改，不利于变电站长期稳定运行与维护，缺乏开放性。IEC61850平台恰好能有效地解决上述问题，这首先得益于它面向对象、立体化的数据模型。在变电站通讯域范围内，所有IED装置节点模型中的任意信息都有其独一无二的层次化标准引用名，通过该信息引用名，就可以快速准确地定位到所需信息具体的装置和逻辑节点，而定位到该逻辑节点就可以获得其当前状态信息和它的一些标准控制接口，而不必知道该信息体究竟分布在系统的具体物理位置，为装置间信息交互和内部函数调用提供了共同的依据。这是IEC61850区别于以往线性的、面向信号点规约的最大特点。

3　传统综合自动化变电站与数字化变电站的比较

3.1设备配置

数字化变电站的自动化系统可实现全站的防误操作闭锁功能，不需设单独五防。有载调压和无功投切由变电站自动化系统和调度，集控主站系统共同实现集成应用，不设置独立的控制装置。相较传统综合自动化变电站可减少设备投资。

3.2程序化操作

传统变电站内开关倒闸操作需要两名运行人员，监护人对着操作票读“操作内容”，操作人员复述核对正确后操作，操作完毕后由监护人检查开关倒闸操作是否正确，操作一台开关需要5～10min。多台开关的倒闸操作需要重复多次，效率低下且容易发生误操作。在数字化变电站中，操作人员只需要在就地或者远方操作模式下，通过人机界面输入相应操作程序命令即可，后台系统便会自动执行操作人员命令，对开关设备进行操作，可以满足一键式的程序化控制（如单一命令：运行位置转到冷备或检修状态等），提高操作效率和安全运行水平。

4　分析和建议

数字化变电站是智能电网的重要组成部分，结合集地方主网矿井的特性，为此向企业生活群提出以下建议：

（1）先行先试。在生活区或新建变电站中试行，进行技术和人才储备。

（2）逐步推广。在企业生活群改建扩建变电站中推广运用，总结和积累经验、完善软实力建设。

（3）全面运用。在企业生活群供电系统中全面运用，实现数字化变电站向智能电网跨越式发展。

为保障地方主网矿井的安全供电，我们应本着“安全可靠、成熟适用、经济合理”的原则，拓宽思路，先行先试，实现传统综合自动化变电站向数字化变电站的跨越式发展，以寻求企业生活群数字电网建设进一步快速安全向前发展，打造更加清洁、高效、安全、可靠的供电系统。

5　结论

（1）数字化变电站具备设备状态可视化功能（采集主要设备如变压器、断路器等）状态信息，进行可视化展示，可以改变现有大规模春季、秋季及节假日检修频次，向状态检修迈进，可节省大量人力、物力的消耗。

（2）数字化变电站具备支撑经济运行与优化控制：综合利用变压器自动调压、无功补偿设备自动投切等手段，支撑调度系统安全经济运行，达到优化控制的目的，节能降耗效果明显。

（3）经实地调研洛阳110KV金谷园变电站，其经历了传统变电站、数字化变电站、智能化变电站三个发展阶段。

参考文献：

[1]陈树勇，宋书芳，李兰欣，沈杰.智能电网技术综述[J].电网技术，2009（08）：1—7.

[2]肖立业，林良真.构建全国统一的新能源电网，推进我国智能电网的建设[J].电工电能新技术，2009（04）：34.

[3]谭文恕.变电站通信网络和系统协议IEC61850介绍 [J].电网技术，2001（09）：8—15.

作者简介：郭伟（1983-），男，本科，研究方向：机电一体化和电气自动化。